光對人生理心理的影響和幽閉環(huán)境中的光策略

王 偉，劉 紅

（北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，北京100191）

1 引言

光是人類賴以生存的必須條件，人類在進化的過程中形成了許多適應(yīng)光環(huán)境的機制，生理和心理都會受到光環(huán)境的顯著影響。光對人的生理作用是主要通過神經(jīng)系統(tǒng)影響生理功能，例如生物節(jié)律、免疫力等［1?2］。 光也能直接影響人的心理，不同的光源、照度、色溫對人的心理影響不同［3?5］。

幽閉環(huán)境由于缺乏自然光照射，容易導(dǎo)致視覺舒適度降低、生理功能紊亂，從而產(chǎn)生心理疾?。??7］。 在空間站、航天器、艦艇等特殊密閉空間中，乘員長期處于單一光源下，工作人員的生物節(jié)律容易紊亂、記憶力下降、舒適感降低、易疲勞、工作效率降低［8］。由于缺少日光照射，人體健康面臨維生素D缺乏、新陳代謝紊亂、免疫力下降等問題［9］，對其工作能力和生活狀況產(chǎn)生重要影響。因此，提供科學(xué)的照明環(huán)境尤為重要。

本文綜合分析國內(nèi)外的相關(guān)研究結(jié)果，闡述光環(huán)境對人的生理和心理健康的影響，并針對幽閉環(huán)境中的光環(huán)境提出光設(shè)計策略，為進一步深入開展研究提供參考。

2 光對人生理健康的影響

2.1 光對人體褪黑素的影響

人眼通過視稈細胞和視椎細胞進行明視覺和暗視覺體驗。美國科學(xué)家Berson等人［10］發(fā)現(xiàn)了一種新的感光細胞——視網(wǎng)膜特化感光神經(jīng)節(jié)細胞（Intrinsically Photosensitive Retinal Ganglion Cells，ipRGCs），可直接作用于下丘腦的松果體，影響褪黑素的分泌，而褪黑素對人體衰老、睡眠、抗癌等有著廣泛的影響［11?12］。

松果體產(chǎn)生的褪黑素會隨光周期變化出現(xiàn)晝少夜多的節(jié)律性波動，這種節(jié)律性波動具有穩(wěn)定的特性，褪黑素的這種晝夜節(jié)律性變動也可以在血液、腦脊液和尿液中觀察到，并且不受生活方式支配［13］。研究者們認為采用不當?shù)墓庠?，會影響褪黑素的分泌，從而影響人體的生理功能，導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能失調(diào)甚至可能擾亂身體的自然平衡［14］。已有研究表明褪黑素的分泌對動物的食欲產(chǎn)生重要影響，如Piccinetti等［15］證明了外源性褪黑素可刺激斑馬魚瘦素和黑色素受體（MC4R）的表達，并通過降低生長素釋放肽、神經(jīng)肽 Y（NPY）、大麻素1型受體CB1的表達，來控制對食物的攝取欲。

目前也有學(xué)者研究調(diào)查了光在人體調(diào)節(jié)食欲的效果，與食欲相關(guān)的瘦素［16］、胃促生長素［17］都與光相關(guān)，而光對褪黑素的分泌以及褪黑素參與動物食欲控制也已被報道，如薩里大學(xué)AlBreiki等［18］進行了分組實驗，10名健康被試者（5名男性和5名女性）隨機交叉設(shè)計實驗?；璋禇l件（＜5 lux）和強光條件（＞500 lux），分組測試至少7天。每階段從18點到次日6點完成，參與者喝等熱量的和含咖啡因的晚餐（1066 kcal，38 g蛋白質(zhì)，104 g總膽固醇、54 g脂肪和7 g纖維素）。基于參與者的連續(xù)48 g的尿液收集獲得的褪黑素分泌情況（昏暗條件下褪黑素水平），進餐時間被個體化。餐后5 h進行食欲監(jiān)測，包括3項參數(shù)報道：饑餓感、飽腹感和預(yù)期食物消耗。

如圖1、圖2所示，昏暗環(huán)境下人的饑餓感和攝食欲是降低的。這為一些激素包括瘦素、胃促生長素對食欲控制的影響提供了更多的研究信息。這一結(jié)果也支持了褪黑素在昏暗環(huán)境下降低人的食欲的觀點。光環(huán)境對人的食欲的影響目前的研究很少，還需更多研究證實以上結(jié)論。

圖1 饑餓率對比結(jié)果［18］Fig.1 Comparison of hunger rating［18］

圖2 攝食欲對比結(jié)果［18］Fig.2 Comparison of appetite［18］

2.2 照度、色溫對人的視覺影響

2.2.1 照度對人的視覺影響

當人從明亮的地方走進黑暗的地方，光線變化使得眼睛什么也看不見，需要一段時間后，視網(wǎng)膜的敏感度才逐漸增高，并能逐漸看清黑暗處的物體，這就是暗適應(yīng)。由暗處到亮處，特別是強光下，最初會感到光線刺眼，幾乎看不清外界事物，幾秒鐘之后逐漸看清物體，這個過程稱為明適應(yīng)。

由于視錐細胞明適應(yīng)的過程非常迅速，使得明適應(yīng)時間很短，大概幾秒就能完成。而暗適應(yīng)的反應(yīng)時間較長，大約需要30 min。在幽閉環(huán)境中，例如隧道照明中尤其明顯［19］，當駕駛員白天進入隧道時，隧道的燈光條件沒有外面明亮，駕駛員視線受到光線干擾，產(chǎn)生暗適應(yīng)現(xiàn)象。而如果隧道照明條件不合理，容易發(fā)生安全事故。

不同照度下，視敏度隨照度遞增而升高，而不同性別在相同照度下視敏度并無顯著差別。李道芝［20］在200～400 lux照度下測定男女學(xué)生的視力（表1），結(jié)果顯示視敏度有顯著上升，而在400 lux以上，隨著照度提高而視敏度的上升較慢，無顯著差異。

表1 不同照度下男女學(xué)生的視力均值［20］Table 1 The average visual acuity of male and female students under different illumination［20］

研究表明，冬季房間照明除了適當調(diào)節(jié)燈光冷暖外，適當提高室內(nèi)光環(huán)境的照度有助于治療季節(jié)性情緒障礙（Seasonal Affective Disorder，SAD）疾?。?1］。因此建議幽閉環(huán)境中的照明條件應(yīng)適當依據(jù)不同季節(jié)采用動態(tài)的照明方案，特別是我國北方冬天家庭照明可由平均的100 lux提高到200 lux，或?qū)⒂兄诟纳票狈蕉居捎谌狈敉夤庹债a(chǎn)生的抑郁癥狀。

強照度水平可用來作為治療季節(jié)性抑郁障礙的光療手段，研究者們針對光療中的光照強度做了研究。Kripke等［22］研究認為用2000～3000 lux的強度光照2～3 h對非季節(jié)性重度抑郁癥患者有積極的治療效果。也有研究利用10 000 lux高強度光照分別進行90 min治療，抑郁得分相比之前降低一半［23］。同時，照度強度變化對人的視覺反應(yīng)及心理感受程度有不同程度的影響。孫立曄等［24］研究表明，黑暗環(huán)境下，被照物體隨著照度的降低，人的視覺及心理感受的滿意程度都會降低。另外，不同的照度水平對人的情緒影響存在性別差異。Laurentin對20名學(xué)生在不同的光環(huán)境下的熱舒適、作業(yè)面視覺舒適、光環(huán)境的舒適度方面進行研究［25］，得到的結(jié)果是：女性對環(huán)境的感受更加敏感，當溫度不可接受時，照明環(huán)境也難以接受；在高照度燈光下，女性的負面情緒減弱，而男性的負面情緒增加；當環(huán)境溫度不同時，作業(yè)面的視覺舒適感相同，而環(huán)境的明暗感覺不同，環(huán)境溫度高時感覺暗，溫度低時感覺亮；被試者認為自然光環(huán)境舒適的照度水平為311 lux，人工光為479 lux，混合光源為558 lux。

為了統(tǒng)一測量標準，國際照明委員會（CIE）提出鄰近的周邊照度的概念，指出作業(yè)區(qū)域和周圍區(qū)域的照度以及照度分布對于人的觀察、進行視覺作業(yè)的速度、安全性和舒適度有很大影響［26］。鄰近周邊區(qū)域的維持照度可以低于作業(yè)照度，但不應(yīng)低于表2給出的數(shù)值。

表2 鄰近周圍區(qū)域照度參考［26］Table 2 The surrounding area illumination reference［26］

2.2.2 色溫對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響

色溫影響人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，高色溫光源能提高大腦的興奮、集中注意、警覺和覺醒水平，能提高腦力活動能力，對腦力負荷是有利的；但是高色溫對腦力負荷后的疲勞恢復(fù)又是不利的，晚上長時間處于高色溫光源下，會影響人在夜間的睡眠質(zhì)量，使睡眠慢波周期的時間縮短［27］。

Yasukouchi等［28］通過實驗發(fā)現(xiàn)，色溫對人的晝夜節(jié)律、皮層的覺醒水平、自主神經(jīng)張力、運動功能等都有顯著影響。Noguchi等［29］在色溫分別為3000 K和5000 K光照條件下的人體枕葉腦電圖進行了功率譜分析，結(jié)果表明在5000 K下，人腦的α波衰減系數(shù)比3000 K下明顯大得多，表明在高色溫下，大腦皮層的活性比低色溫時高得多。Kozaki等［30］研究了不同色溫對睡眠質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)在睡眠前數(shù)小時內(nèi)處于高色溫光照下，慢波睡眠的時間比在低色溫下有明顯的縮短，會影響人的睡眠質(zhì)量。 Rong?Hwa等［31］對被試者進行相關(guān)色溫檢查和楚氏注意力測試來測量注意力集中度，結(jié)果表明在4300 K條件下，被試者能更好地持續(xù)集中注意力；在設(shè)定的三個照明條件2700 K、4300 K、6500 K下，舒適度沒有顯著差異，而清晰度存在性別差異，男性的清晰度結(jié)果顯示三個條件下無顯著差異，而女性在2700 K下，清晰度顯著降低。

2.3 光對人生物節(jié)律的影響

光周期能影響生物鐘基因表達，調(diào)控生物節(jié)律［32］。對果蠅的研究發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生晝夜節(jié)律的基因［33?34］，稱為 Period 和 Timeless，可產(chǎn)生 PER 蛋白和TIM蛋白，這些蛋白在早上還很少，濃度隨著時間的推移增加，到晚上到達較高的水平，并產(chǎn)生睡意。在夜間不再產(chǎn)生PER蛋白和TIM蛋白，濃度會逐漸回落。光可激活Cry基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物并促進其與TIM蛋白的結(jié)合（圖3），導(dǎo)致其在蛋白酶體中的降解［35?36］。 同時，夜間的一束燈光能阻斷TIM蛋白，從而提高覺醒水平、重置晝夜節(jié)律［37］。到早晨，TIM蛋白被降解，使PER蛋白容易被DBT磷酸化并隨后降解，當TIM蛋白和PER蛋白的濃度大幅度降低時，覺醒再度出現(xiàn)，基因也重新激活。

圖3 Period基因反饋調(diào)節(jié)示意圖Fig.3 Schematic diagram of feedback regulation of Period gene

在哺乳動物中，光線能夠影響PER蛋白和TIM蛋白的產(chǎn)生，從而增強視上核中某些神經(jīng)元的活動。Period基因的一種突變已經(jīng)在人類中發(fā)現(xiàn)，這種基因突變?nèi)巳簳円构?jié)律快于24 h，晚上睡得很早，早晨醒得很早，而研究表明大多數(shù)患有這種睡眠障礙的人受到抑郁癥的困擾［38?39］。

褪黑素是目前用來研究晝夜節(jié)律的常用生物標記物［40?41］。 研究表明，夜間光照會顯著影響血漿褪黑素濃度，同時改變?nèi)梭w晝夜節(jié)律起搏階段［42］。而不同波長的光對褪黑素分泌也有不同的作用效果，Pandi?Perumal等［43］研究表明，光的波長會對褪黑素分泌有不同程度的抑制作用，藍綠色LED的抑制作用最高達70%，接下來是標準燈箱，可以達到65%的抑制作用，最后是白光LED，有50%的抑制作用。結(jié)果還顯示2小時藍綠色LED光照會導(dǎo)致生物節(jié)律延遲20分鐘。日本學(xué)者登倉尋寶［44］發(fā)現(xiàn)白熾燈和紅色熒光燈對褪黑素的抑制能力較弱，容易進入較深的睡眠（睡眠中體溫溫差變化較大）。而綠色和藍色對褪黑素分泌的抑制能力較強，達到較淺的睡眠深度（睡眠中體溫溫差變化較小）。Brainard等人研究表明500 nm藍綠光對褪黑素分泌影響最大［45］，這一結(jié)論在科學(xué)研究中被廣泛使用。

3 環(huán)境光對人的心理健康的影響

3.1 光影響心理健康的途徑

光對心理健康的影響可能通過多種生理因素中介，有研究發(fā)現(xiàn)皮膚細胞在光照下會產(chǎn)生阿片類物質(zhì)，血液中的阿片類物質(zhì)升高有助于改善情緒體驗［46］。由于光照能影響視交叉上核，而這里是調(diào)節(jié)褪黑激素分泌的晝夜節(jié)律中樞［47］，因此光照（尤其是夜間）能夠通過影響生物節(jié)律來影響心理健康。褪黑激素分泌對短波光敏感［48］，褪黑素可通過影響睡眠或者生物鐘，從而間接對情緒和認知產(chǎn)生影響［49］。另外，光照也可直接對心理健康產(chǎn)生影響。例如照度變化能讓人對空間冷暖的感知發(fā)生改變，特殊的光色也可能具有獨特的心理效應(yīng)［50］。

3.2 光對人情緒的影響

心理健康問題往往導(dǎo)致情緒問題，因此情緒是心理健康的重要評估成分。瑞典學(xué)者Küller R等在自然光條件下發(fā)現(xiàn)光照能夠影響人的情緒［51］。他們還發(fā)現(xiàn)照明強度與情緒之間是倒U型曲線，認為光照強度剛好適宜時，情緒狀態(tài)最好；過暗或者過亮的光強度都會損害情緒體驗。而中科院心理研究所也有相同的實驗結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)［52］：研究者給老年被試者施加過于明亮的光照，發(fā)現(xiàn)不僅沒有改善老年人的情緒體驗，反而使他們產(chǎn)生了更多急躁、焦慮、不安等負面情緒。照明對情緒的影響還受到一些因素的調(diào)節(jié)作用。有研究者提出照明對情緒的影響可以按照時間分為初始效應(yīng)和長時效應(yīng)［53］：在光照的最初5 min，照明與感覺尋求有關(guān)，色溫與敵意有關(guān)；光照30 min之后，性別、照度和色溫之間才開始出現(xiàn)交互作用。其中，年齡也是重要的考慮因素，年輕人在冷光照射下完成90 min的認知任務(wù)后，負性情緒顯著升高，但是暖光照射條件下，則較少產(chǎn)生負性情緒；老年人的結(jié)果恰好相反，暖光照射下長時間認知任務(wù)后負性情緒升高，冷光照射下則沒有這種效應(yīng)；研究者認為這是由于年齡變化，不同光色的情緒意義發(fā)生改變。

3.3 光療

鑒于褪黑素對人情緒產(chǎn)生一定影響，目前多項研究表明［11?12，48，54］，褪黑素對于短波段光的敏感性高于峰值處于長波處的光，即短波長光對褪黑素分泌具有明顯的抑制作用?？梢钥紤]通過光療法來治療人情緒方面的疾病，如抑郁癥、狂躁癥等［55］。

在高緯度國家或地區(qū)，冬季太陽光照不足，易出現(xiàn)“季節(jié)性情緒障礙”（SAD），具體癥狀為：情緒低落、易激惹、易疲勞無力、嗜睡、糖代謝增加等［56］。研究認為SAD主要是因為日光攝取量減少引起體內(nèi)激素分泌變化而引起的生物節(jié)律紊亂［57］。在北歐接近極圈的地域，極晝極夜現(xiàn)象明顯，光照節(jié)律不同于正常自然節(jié)律還有人出現(xiàn)“冬日抑郁癥”［56］，因此亟需科學(xué)的室內(nèi)光環(huán)境設(shè)計來進行情緒調(diào)節(jié)。

已有研究結(jié)果表明，光療對患有阿爾茲海默疾病的老年人可以起到緩解病情的作用，并對用于老年人的照明環(huán)境指標提出了一些建議［58］：老年人在白天應(yīng)接受包含短波較多的高照度照明環(huán)境，但在晚上應(yīng)低于100 lux，同時應(yīng)盡量減少短波長的含量；對于老年人居住環(huán)境，應(yīng)該提供模擬自然光變換的動態(tài)24 h照明。

不論是自然光還是人工光，光對情緒的影響作用是肯定的。光照影響情緒的變化，又受到性別、年齡等因素的調(diào)解，并在不同時程上有不同特點。研究者發(fā)現(xiàn)光療對于季節(jié)性和非季節(jié)性情感障礙都有很好的效果，光療作為一種物理療法，具有安全、方便、副作用小等優(yōu)點，對于治療情感障礙前景十分廣闊［59］。

4 特殊環(huán)境下光環(huán)境對人的生理和心理的影響

4.1 航空航天航海光環(huán)境對乘員生理心理的影響

在航空飛行領(lǐng)域，安全飛行所需要的信息中，大約90%需要飛行員有良好的視覺系統(tǒng)［60］。在FAA的報告中提到，21%的飛行事故是由于低光照導(dǎo)致的［61］。不論是光照過低還是過高，不合理的照明都極易引起駕駛員疲勞，使“人為差錯率”升高。所以，科學(xué)的照明方案，尤其是選擇合適的照度、色溫，對飛行安全有非常重要的意義和參考價值。

在美國的天空實驗室任務(wù)、航天飛機任務(wù)和俄羅斯的和平號任務(wù)中，多導(dǎo)睡眠監(jiān)測顯示航天員平均睡眠時長較短，睡眠的晝夜節(jié)律和幅度發(fā)生改變，這種改變的機制可能與光暗循環(huán)的周期設(shè)置有關(guān)［62?63］。 NASA 分別為期 16 天和 10 天的 STS?90任務(wù)和STS?95任務(wù)中，航天員在飛行甲板、實驗艙和中層甲板三個艙之間穿梭，而三個艙光強設(shè)置不同，飛行甲板最高達到80 000 lux，其他兩個艙最高值為93 lux和171 lux［64］。這項研究結(jié)果表明航天員的晝夜節(jié)律紊亂、睡眠缺失，而環(huán)境光被認為是晝夜節(jié)律改變的“起搏器”，晝夜節(jié)律異常降低了體溫節(jié)律變化幅度，改變了體溫記錄波形，延遲了飛行中的皮質(zhì)醇分泌，使神經(jīng)行為學(xué)表現(xiàn)受到負面影響。

航海領(lǐng)域的潛艇艙室光環(huán)境直接影響艇員的健康狀況，根據(jù)余浩等對長航潛艇艇員的神經(jīng)行為監(jiān)測［8，65］，影響主要表現(xiàn)在視覺簡單反應(yīng)時明顯延長，聯(lián)想記憶能力有所下降。由于艇員長期水下生活，2個月始終處于視野狹小的艙室內(nèi)，沒有自然光的照明，眼睛的調(diào)節(jié)適應(yīng)能力受到了一定的影響，出艇后容易疲勞。長期處于單一人工光源下，艇員的生物鐘節(jié)律會發(fā)生改變，為此國外的核潛艇設(shè)計已經(jīng)將光環(huán)境設(shè)計作為潛艇適居性的重要考慮因素。美國和法國的核潛艇采用了營造白天和夜晚交替的光照環(huán)境，在傍晚時刻，利用淺紅色光模擬黃昏至黑夜的自然現(xiàn)象；早晨日升時刻，開始將燈光逐漸調(diào)亮，營造晨曦感覺；潛艇艙內(nèi)景觀設(shè)計也注意色彩和亮度的使用，多采用淺色、亮色系調(diào)節(jié)乘員心情。俄羅斯核潛艇休息室設(shè)計了自然景觀窗，營造縱深開闊的視覺效果，以提高艙室適居性［66］。

目前，航空航天飛行器、潛艇光源多采用熒光燈照明，而熒光燈光線較強、啟動較慢、易閃爍、隨交流電變化，容易造成視覺疲勞。隨著LED技術(shù)的發(fā)展，LED光源具有節(jié)能、環(huán)保、安全、壽命長、低功耗、低熱、高亮度、防水、微型、防震、易調(diào)光、光束集中、維護簡便等特點，被廣泛應(yīng)用于智慧照明方案，其優(yōu)良特征在航空航天航海領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。

航空航天航海領(lǐng)域的光環(huán)境研究因航行任務(wù)的復(fù)雜性，較難開展研究。而地面特殊的低壓、缺氧環(huán)境以及隧道駕駛等因其環(huán)境條件與航行過程中的部分相似性，可作為特殊環(huán)境中光對人體生理心理影響的參考。

4.2 低壓、缺氧環(huán)境下光對人體生理心理的影響

研究者們針對低壓、缺氧環(huán)境研究光對機體生理及心理的影響，發(fā)現(xiàn)低壓環(huán)境下受試者視力隨壓力降低、照度增加而升高；受試者心率均隨壓力降低而升高，血壓則為無明顯變化規(guī)律［67］。新疆軍區(qū)高山病研究所對高原低氧環(huán)境做研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)：高原低氧環(huán)境會影響色覺功能和先覺敏感度；并且隨著海拔升高，高原色覺與光覺也有變化，視覺延長明顯；另外，高原缺氧影響人體視覺機能，研究發(fā)現(xiàn)在海拔4300 m時，夜間視力明顯受損，并且不會因為人體的代償反應(yīng)或降低海拔高度而改善［68］。

4.3 隧道光對人體生理心理的影響

隧道是一個極其特殊的道路交通環(huán)境，其環(huán)境特點為：空間相對狹小、縱深較長、封閉性強、隧道內(nèi)外的光線差別較大、隧道內(nèi)亮度水平低且煙塵擴散較慢［69］。在這種光環(huán)境下會產(chǎn)生恐懼、煩躁、壓抑以及視覺疲勞等不良的生理、心理反應(yīng)，駕駛員在行車過程中，受到這些不良反應(yīng)的長時間影響，會增加生理、心理負荷，對行車安全是相當不利的，極易引起交通事故。駕駛員初次進入公路隧道，認知能力較差，并進行持續(xù)的視覺探索，使得視覺負荷增加，也增加了緊張感［70］。眼動參數(shù)在隧道側(cè)壁較亮的照明環(huán)境中更穩(wěn)定。研究者們建議優(yōu)化高速公路隧道照明環(huán)境的空間亮度分布以及入口處設(shè)開放式太陽屏幕，以達到節(jié)能安全的照明需求［71］。近年來，我國的隧道工程的景觀設(shè)計中也把光環(huán)境考慮進去，提出隧道照明過渡變換的觀點，但大都從節(jié)能的方向出發(fā)，而隧道光對人員的心理影響還缺乏深入量化分析，隧道光環(huán)境設(shè)計在滿足動態(tài)照明的同時需要優(yōu)化舒適度要求。

5 利用光技術(shù)改善幽閉環(huán)境中人的生理心理策略

空間基地、空間站、潛艇、地下和水下設(shè)施、大型客機、長期不見太陽光的地下室和無窗的生活、工作和娛樂場所，以及冬季漫長的北方地區(qū)，長期缺少太陽的自然光，容易導(dǎo)致各種心理和生理問題，特別是生物節(jié)律紊亂、負面情緒和工作效率低等［72?73］。

幽閉條件光環(huán)境的研究，不應(yīng)該只局限于研究量化指標（即影響光環(huán)境的物理量），更應(yīng)該研究一下光的非物理性指標［74］。光環(huán)境對人的社會行為、情緒等方面都會產(chǎn)生影響。在光環(huán)境中，可見度是展開視覺活動的基礎(chǔ)，研究者們提出可以通過視覺來認識和評價環(huán)境，從色彩學(xué)、設(shè)計學(xué)角度出發(fā)，解答人在環(huán)境中的情緒以及氛圍等情感反應(yīng)［75］。

針對飛行器、艦艇、潛艇等海空大型設(shè)備的不同的活動場所要采用動態(tài)的照明方案，工作場所使用的光源可采用白光LED燈，利用白光模擬不同季節(jié)的日光變化，從而對人的生物節(jié)律起喚醒作用。生活區(qū)還應(yīng)提供紅外光源和紫外光源。紫外光源可采用波長為280 nm～315 nm的中波紫外光，對合成維生素D有促進作用，工作場所紫外輻射每日接觸不得超過1 μW／cm2（14.4 mJ／cm2）［76］；紅外光源可采用4μm～14μm遠紅外光，這個在醫(yī)術(shù)界里面統(tǒng)稱為“生育光線”［77?78］，對生命的生長有促進作用。

而在地面幽閉環(huán)境中可提供模擬太陽光的人工光源，為實現(xiàn)調(diào)節(jié)生物鐘、調(diào)節(jié)新陳代謝的目的，這種光源需包含人體所需的紫外和紅外光譜，并且具有不受時間、季節(jié)和氣候影響、可連續(xù)或間斷方式照明、總輻照度穩(wěn)定且可調(diào)等特點。

目前，國內(nèi)外對各項主觀評價指標與光環(huán)境因素之間的定性關(guān)系研究還較少見，確定光環(huán)境對人體生理和心理變化的影響機制并確立其定性和定量關(guān)系，從而提出科學(xué)的照明方案尤為重要。

6 結(jié)語

光環(huán)境對人的生理健康的影響，主要集中在對激素分泌和對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響，而對于其他生理方面，例如食欲控制等的影響還存在很多未知因素。光環(huán)境對心理健康的影響多聚集在光照對情緒的影響上。情緒與生理關(guān)系較強，因此受光照的影響較大。心理健康的其他方面，尤其是社會性更強的方面（如人際關(guān)系）與光照的關(guān)系如何還需要進一步研究。

合理的光環(huán)境設(shè)計已經(jīng)顯得尤為重要，目前動態(tài)照明、智慧照明方案的提出優(yōu)化了人工照明條件，但目前動態(tài)照明、智慧照明方案大多應(yīng)用在高消費場所或者商業(yè)化地段以及大規(guī)模的城市建設(shè)規(guī)劃中，并且成本相對較高，在特殊生存環(huán)境中更是缺乏系統(tǒng)的智慧照明體系。在缺乏自然光照射的特殊空間中，照明方案不僅要滿足生理和心理方面的需求，還需針對季節(jié)、年齡、性別、健康狀況、文化及地域的差異等具體問題進行更精確的設(shè)計，使得光環(huán)境更加人性化、合理化。

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